[00110452]太阳能-超级电容充放电智能管理系统研究及应用

　　项目以太阳能、超级电容器及其智能管理系统为研究对象，采用两组串联的超级电容器模组为储能元件，将太阳能板的输出经变换后对两组超级电容器模组轮询交叉充电，以其达到更高的能量利用率。现有的太阳能储能器件普遍采用铅酸电池，不但导致太阳能电池的输出效率低，而且对环境造成严重的污染。

　　本系统采用绿色环保、充放电能力强、使用寿命长的超级电容器模组作为储能元件，可有效解决环境污染问题，并能够较大程度改善效率问题。项目所述的智能管理系统由超级电容器模组自身为系统供电，主要研究内容包括：设计了宽范围、多电平输出的DC-DC电源系统；采用低功耗、高性价比MCU处理器作为智能管理系统的控制核心，实现对两组超级电容器模组的多节单体电压、模组总电压、太阳能电池板输出电压、MPPT电路输出电压、太阳能输出电流、MPPT输出电流、超级电容器模组充电电流、放电电流、环境温度等参数的高精度采集；设计了硬件和软件相结合的双重短路保护、过充保护、过放保护和温度保护功能；

　　设计实现了以电感为能量传递器件的主动电压均衡功能及其可靠的推挽驱动电路；设计了针对以超级电容器模组为储能器件的太阳能最大功率点跟踪电路；设计了灵活的多状态低功耗工作模式控制电路及其控制程序；智能管理系统软件的编写。

　　本项目已申报相关专利5项，其中实用新型专利1项，已授权，发明专利4项，均已公开，发表相关学术论文4篇。项目所能达到的技术指标主要有：电压检测精度：10mv；电流检测精度：0.2A；温度检测精度：2℃；单体检测数量：16；最大不均衡电压：10mv；最大充电电流：10A；最大放电电流：20A；系统功耗：200mW；MPPT充电效率：比直充高40%。

　　本项目成果可广泛应用于太阳能路灯、交通灯、景观灯、导航灯等产品中，还可应用于偏远地区的消息广泛发动系统；改进或改良后亦可应用于光伏并网放电、风能发电、锂电池动力系统、UPS电源的储能设备中，具有可观的推广应用前景。